DE102020115072A1

DE102020115072A1 - Architectural component

Info

Publication number: DE102020115072A1
Application number: DE102020115072.5A
Authority: DE
Inventors: Lukas Boxberger; Paul-Rouven Denz; Ebba Fransén Waldhör; Christiane Sauer; Maxie Schneider; Puttakhun Vongsingha
Original assignee: Priedemann Facade Lab GmbH; Priedemann Facade-Lab GmbH
Current assignee: Priedemann Facade Lab GmbH; Priedemann Facade-Lab GmbH
Priority date: 2020-06-05
Filing date: 2020-06-05
Publication date: 2021-12-09

Abstract

Die Erfindung betrifft ein architektonisches Bauelement (1), welches eine Tragkonstruktion (2) mit einer Öffnung (5) und eine flächige Anordnung von Bandelementen (3) umfasst, die jeweils eine Wölbungsstruktur aufweisend an der Tragkonstruktion (2) angeordnet sind, wobei sich die jeweilige Wölbungsstruktur der Bandelemente zumindest im Bereich der Öffnung erstreckt und wobei die Anordnung von Bandelementen (3) in mindestens einer Einfallsrichtung eine Durchlässigkeit für zumindest eine der folgenden physikalischen Kenngrößen aufweist: Lichtwellen, Schallwellen und Fluidstrom. Das Bauelement (1) umfasst Aktoren (7), die jeweils mindestens einem der Bandelemente (4) zugeordnet sind und ein Aktorelement aus einem Formgedächtnismaterial aufweisen. Die Aktoren sind eingerichtet, mittels temperaturabhängiger Formänderung des Formgedächtnismaterials des Aktorelements das mindestens eine zugeordnete Bandelement (4) zwischen einer ersten Wölbungsstrukturstellung und einer zweiten Wölbungsstrukturstellung, die von der ersten Wölbungsstrukturstellung verschieden ist, zu verlagern, wobei die flächige Anordnung von Bandelementen (3) mit den Bandelementen (4) in der ersten Wölbungsstrukturstellung eine erste Durchlässigkeit und mit den Bandelementen in der zweiten Wölbungsstrukturstellung eine zweite, von der ersten verschiedene Durchlässigkeit für die zumindest eine physikalische Kenngröße in der mindestens einen Einfallsrichtung aufweist.The invention relates to an architectural component (1) which comprises a supporting structure (2) with an opening (5) and a flat arrangement of strip elements (3), each of which is arranged on the supporting structure (2) with a curved structure, the respective arching structure of the band elements extends at least in the area of the opening and wherein the arrangement of band elements (3) in at least one direction of incidence has a permeability for at least one of the following physical parameters: light waves, sound waves and fluid flow. The component (1) comprises actuators (7) which are each assigned to at least one of the strip elements (4) and have an actuator element made from a shape memory material. The actuators are set up to move the at least one assigned band element (4) between a first arching structure position and a second arching structure position that differs from the first arching structure position by means of a temperature-dependent change in shape of the shape memory material of the actuator element, the flat arrangement of band elements (3) with the band elements (4) in the first arching structure position have a first permeability and with the band elements in the second arching structure position a second permeability different from the first for the at least one physical parameter in the at least one direction of incidence.

Description

Die Erfindung betrifft ein architektonisches Bauelement.The invention relates to an architectural component.

Hintergrundbackground

Architektonische Bauelemente bilden in verschiedenen Bereichen der Architektur, sei es zum Beispiel bei der Innen- oder Außenarchitektur, Elemente zum Herstellen von architektonischen Einrichtungen. Nicht nur beim Errichten von Gebäuden beliebiger Art, sondern zum Beispiel auch auf dem Gebiet der Stadtmöblierung kommen architektonische Bauelemente zum Einsatz.In various areas of architecture, be it for example in interior or exterior architecture, architectural components form elements for the production of architectural facilities. Architectural building elements are used not only when erecting buildings of any kind, but also, for example, in the field of street furniture.

In diesem Zusammenhang ist es bekannt, architektonische Bauelemente bereitzustellen, die verwendet werden, eine Durchlässigkeit oder Transmission für eine oder mehrere physikalische Kenngrößen einzustellen, zum Beispiel Licht, Schallemission und / oder Fluidströmung, beispielsweise Luftstrom. Mittels architektonischer Bauelemente kann so zum Beispiel der Lichteinfall an Gebäuden reguliert werden. Auch eine Schallisolierung kann mit Hilfe architektonischer Bauelemente erfolgen, beispielsweise auch einstellbar oder regulierbar. In Verbindung mit Belüftungsanlagen besteht in der Architektur häufig die Aufgabe, die Luftströmung durch das architektonische Bauelement (Fluidstrom) einzustellen oder zu regeln.In this context, it is known to provide architectural components that are used to set a permeability or transmission for one or more physical parameters, for example light, sound emission and / or fluid flow, for example air flow. For example, the incidence of light in buildings can be regulated by means of architectural components. Sound insulation can also take place with the help of architectural components, for example also adjustable or regulatable. In connection with ventilation systems, the task in architecture is often to adjust or regulate the air flow through the architectural component (fluid flow).

In dem Dokument DE 20 2018 002 787 U1 ist ein Sonnenschutz aus Abstandstextilien offenbart, bei dem unterschiedlich transparent gestaltete Decklagen eines mehrlagigen Textils über Abstandsfäden so miteinander verbunden sind, dass sich die Decklagen parallel zueinander bewegen lassen, um den Lichtdurchlass zu regeln.In the document DE 20 2018 002 787 U1 a sun protection made of spacer textiles is disclosed, in which differently transparently designed cover layers of a multi-layer textile are connected to one another via spacer threads in such a way that the cover layers can be moved parallel to one another in order to regulate the passage of light.

In dem Dokument DE 10 2017 129 798 B4 ist eine thermoaktive Vorrichtung offenbart, die als Bauwerkselement zum Anordnen in oder an einer architektonischen Konstruktion oder zur Ausbildung einer architektonischen Konstruktion ausgebildet sein kann. Es ist ein thermischer Aktor mit einer Formgedächtnislegierung vorgesehen, wobei der thermische Aktor eine Absorptionsfläche aufweist, die exponiert für aus Richtung einer Vorderseite strahlendes Licht angeordnet ist, wobei die Temperatur des thermischen Aktors wenigstens von einer auf einer Absorptionsfläche treffenden Menge Licht abhängig ist.In the document DE 10 2017 129 798 B4 a thermoactive device is disclosed which can be designed as a building element for arranging in or on an architectural construction or for forming an architectural construction. A thermal actuator with a shape memory alloy is provided, the thermal actuator having an absorption surface which is arranged exposed to light radiating from the direction of a front side, the temperature of the thermal actuator being dependent on at least an amount of light striking an absorption surface.

Dokument DE 10 2012 212 848 A1 offenbart eine Sonnenschutzvorrichtung mit mehreren beweglichen Sonnenschutzelementen, die von einer geöffneten in eine geschlossene Stellung bewegbar sind, wobei die Sonnenschutzelemente durch Wärmeenergie bewegbar sind.document DE 10 2012 212 848 A1 discloses a sun protection device with a plurality of movable sun protection elements which are movable from an open to a closed position, the sun protection elements being movable by thermal energy.

Zusammenfassungsummary

Aufgabe der Erfindung ist es, ein architektonisches Bauelement bereitzustellen, bei dem die Durchlässigkeit oder Transmission bezüglich einer physikalischen Kenngröße effizient und auf einfache Art und Weise regelbar oder einstellbar ist.The object of the invention is to provide an architectural component in which the permeability or transmission with respect to a physical parameter can be regulated or adjusted efficiently and in a simple manner.

Zur Lösung der Aufgabe ist ein architektonisches Bauelement gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 geschaffen. Ausgestaltungen sind Gegenstand von abhängigen Unteransprüchen.To achieve the object, an architectural component according to independent claim 1 is created. Refinements are the subject of the dependent subclaims.

Nach einem Aspekt ist ein architektonisches Bauelement geschaffen, welches Folgendes aufweist: eine Tragkonstruktion mit einer Öffnung; eine flächige Anordnung von Bandelementen, die jeweils eine Wölbungsstruktur aufweisend an der Tragkonstruktion angeordnet sind, wobei sich die jeweilige Wölbungsstruktur der Bandelemente zumindest im Bereich der Öffnung erstreckt und wobei die Anordnung von Bandelementen in mindestens einer Einfallsrichtung eine Durchlässigkeit für zumindest eine der folgenden physikalischen Kenngrößen aufweist: Lichtwellen, Schallwellen und Fluidstrom; und Aktoren, die jeweils mindestens einem der Bandelemente zugeordnet sind und ein Aktorelement aus einem Formgedächtnismaterial aufweisen und die eingerichtet sind, mittels temperaturabhängiger Formänderung des Formgedächtnismaterials des Aktorelements das mindestens eine zugeordnete Bandelement zwischen einer ersten Wölbungsstrukturstellung und einer zweiten Wölbungsstrukturstellung, die von der ersten Wölbungsstrukturstellung verschieden ist, zu verlagern, wobei die flächige Anordnung von Bandelementen mit den Bandelementen in der ersten Wölbungsstrukturstellung eine erste Durchlässigkeit und mit den Bandelementen in der zweiten Wölbungsstrukturstellung eine zweite, von der ersten verschiedene Durchlässigkeit für die zumindest eine physikalische Kenngröße in der mindestens einen Einfallsrichtung aufweist.According to one aspect, there is provided an architectural component comprising: a support structure having an opening; a flat arrangement of band elements, each of which is arranged on the supporting structure with a curvature structure, the respective curvature structure of the band elements extending at least in the area of the opening and wherein the arrangement of band elements in at least one direction of incidence has a permeability for at least one of the following physical parameters : Light waves, sound waves and fluid flow; and actuators which are each assigned to at least one of the band elements and which have an actuator element made of a shape memory material and which are set up, by means of a temperature-dependent change in shape of the shape memory material of the actuator element, the at least one assigned band element between a first arch structure position and a second arch structure position that is different from the first arch structure position is to be relocated, the flat arrangement of band elements with the band elements in the first arching structure position having a first permeability and with the band elements in the second arching structure position having a second permeability different from the first for the at least one physical parameter in the at least one direction of incidence.

Die Öffnung der Tragkonstruktion kann als Einzelöffnung oder mit mehreren Teilöffnungen gebildet sein. Ein Gesamtdurchlässigkeit oder -transmission des architektonischen Bauelementes für die mindestens eine physikalische Kenngröße in der Einfallsrichtung kann sich insbesondere auch aus der Durchlässigkeit der Anordnung von Bandelementen einerseits und der Durchlässigkeit der Tragkonstruktion andererseits zusammensetzen, insbesondere der Öffnung der Tragkonstruktion. Hierbei kann die Durchlässigkeit oder Transmission der Anordnung von Bandelementen bestimmend sein, wenn zum Beispiel die Öffnung der Tragkonstruktion als ein die Fläche der Tragkonstruktion im Wesentlichen erfassender Durchbruch ausgeführt ist. Das Einstellen oder Regulieren der Durchlässigkeit für die zumindest eine physikalische Kenngröße für die Anordnung von Bandelementen ist Teil der Gesamtdurchlässigkeit des architektonischen Bauelements oder kann dessen Gesamtdurchlässigkeit im Wesentlichen bestimmen.The opening of the supporting structure can be formed as a single opening or with several partial openings. An overall permeability or transmission of the architectural component for the at least one physical parameter in the direction of incidence can in particular also consist of the permeability of the arrangement of strip elements on the one hand and the permeability of the supporting structure on the other hand, in particular the opening of the supporting structure. Here, the permeability or transmission of the arrangement of strip elements can be decisive if, for example, the opening of the supporting structure is designed as a breakthrough that essentially encompasses the surface of the supporting structure. Setting or regulating the permeability for the at least one physical parameter for the arrangement of tape elements is part of the overall permeability of the architectural component or can essentially determine its overall permeability.

Die Einfallsrichtung, in welcher die Durchlässigkeit oder Transmission bestimmbar ist, kann senkrecht auf der Außenfläche des architektonischen Bauelements stehen oder schräg hierzu verlaufen.The direction of incidence, in which the permeability or transmission can be determined, can be perpendicular to the outer surface of the architectural component or run at an angle to it.

Zum Einstellen der Durchlässigkeit der Anordnung von Bandelementen für die mindestens eine physikalische Kenngröße ist vorgesehen, die Bandelemente mittels des jeweils (mindestens einen) zugeordneten Aktorelements zwischen unterschiedlichen Wölbungsstrukturstellungen in Bezug auf die Einfallsrichtung zu verlagern. Hierdurch kann beispielsweise bewirkt werden, dass die Bandelemente einem Lichteinfall, einer Schallemission und / oder einem Fluidstrom eine mehr oder weniger große (wirksame) Widerstands-, Absorptions- oder Reflexionsfläche entgegenstellen. Beispielsweise kann eine konkrete Lichtreflexion an einer der Einfallsrichtung zugewandten Oberfläche der Bandelemente von der Wölbungsstrukturstellung abhängen. Alternativ oder ergänzend kann die Durchlässigkeit oder Transmission mittels des Verlagerns zwischen den Wölbungsstrukturstellungen dadurch eingestellt werden, dass Durchgänge oder Öffnungen im Bereich der Anordnung von Bandelementen aufgrund des Übergangs zwischen den unterschiedlichen Wölbungsstrukturstellungen vergrößert oder verkleinert (geöffnet oder geschlossen) werden. Auf diese Weise kann beispielsweise ein Luftstrom durch die flächige Anordnung von Bandelementen sowie das architektonische Bauelement insgesamt reguliert werden. Ähnliches kann in Verbindung mit einer Schallemission vorgesehen sein, die in der Einfallsrichtung auf das architektonische Bauelement trifft.To set the permeability of the arrangement of strip elements for the at least one physical parameter, provision is made for the strip elements to be displaced by means of the (at least one) assigned actuator element between different arching structure positions in relation to the direction of incidence. In this way, it can be achieved, for example, that the strip elements oppose an incidence of light, an emission of sound and / or a fluid flow with a more or less large (effective) resistance, absorption or reflection surface. For example, a specific light reflection on a surface of the strip elements facing the direction of incidence can depend on the position of the curvature structure. Alternatively or additionally, the permeability or transmission can be adjusted by moving between the arching structure positions in that passages or openings in the area of the arrangement of band elements are enlarged or reduced (opened or closed) due to the transition between the different arching structure positions. In this way, for example, an air flow through the flat arrangement of strip elements and the architectural component as a whole can be regulated. Something similar can be provided in connection with a sound emission which strikes the architectural component in the direction of incidence.

Das architektonische Bauelement kann mit vertikaler, horizontaler oder schräger Lage oder Ausrichtung angeordnet sein. Für das architektonische Bauelement kann eine dreidimensional gekrümmte Form vorgesehen sein.The architectural component can be arranged with a vertical, horizontal or inclined position or orientation. A three-dimensionally curved shape can be provided for the architectural component.

Das Aktorelement kann eingerichtet sein, bei der temperaturabhängigen Formänderung des Formgedächtnismaterials eine Aktorelementlänge zu ändern, die eingerichtet ist, hierdurch das mindestens eine zugeordnete Bandelement zwischen der ersten Wölbungsstrukturstellung und der zweiten Wölbungsstrukturstellung zu verlagern. Das Verkürzen oder das Verlängern des Aktorelements welches als Folge der temperaturabhängigen Formänderung des Formgedächtnismaterials auftritt, bewirkt die Verlagerung der Bandelemente zwischen den Wölbungsstrukturstellungen. Bei dieser oder anderen Ausführungsformen kann mittels der Formänderung des Aktorelements eine Druck- oder Zugspannung auf die Bandelemente ausgeübt werden, beispielsweise auf eine oder mehrere Wölbungen, derart, dass die Wölbungen von einer konvexen in eine konkave Wölbung oder umgekehrt „umschlagen“, also verlagert werden.The actuator element can be set up to change an actuator element length during the temperature-dependent change in shape of the shape memory material, which is set up to displace the at least one assigned band element between the first arching structure position and the second arching structure position. The shortening or lengthening of the actuator element, which occurs as a result of the temperature-dependent change in shape of the shape memory material, causes the band elements to be shifted between the arching structure positions. In this or other embodiments, a compressive or tensile stress can be exerted on the band elements by means of the change in shape of the actuator element, for example on one or more bulges, in such a way that the bulges "turn over" from a convex to a concave bulge or vice versa .

Das Aktorelement kann mit einem Element aus dem Formgedächtnismaterial gebildet sein, welches aus der folgenden Gruppe ausgewählt ist: Drahtelement, Stabelement, Bandelement und Flächenelement, welches zumindest abschnittsweise aus dem Formgedächtnismaterial besteht. Die temperaturabhängige Formänderung des Formgedächtnismaterials bewirkt insbesondere eine Verlängerung oder eine Verkürzung des Elements in einer oder mehreren Raum- oder Flächenrichtungen.The actuator element can be formed with an element made of the shape memory material which is selected from the following group: wire element, rod element, band element and surface element which consists at least in sections of the shape memory material. The temperature-dependent change in shape of the shape memory material causes in particular an elongation or a shortening of the element in one or more spatial or surface directions.

Die flächige Anordnung von Bandelementen kann an der Tragkonstruktion mittels einer Befestigungseinrichtung befestigt sein, wobei die Aktorelemente als Teil der Befestigungseinrichtung gebildet sind. Mit Hilfe der Befestigungseinrichtung wird die flächige Anordnung von Bandelementen an der Tragkonstruktion gehalten. Entlang ihrer Erstreckung durch die Befestigungseinrichtungen können die Bandelemente zum Beispiel einem Zickzack-Verlauf oder einer Wellenform entsprechend verlaufen. Als Teile der Befestigungseinrichtung können die Aktorelemente multifunktionell ausgebildet sein, derart, dass sie einerseits der Befestigung der Bandelemente an der Tragkonstruktion dienen und andererseits temperaturabhängig die Verlagerung zwischen den verschiedenen Wölbungsstrukturstellungen bewirken.The flat arrangement of band elements can be fastened to the supporting structure by means of a fastening device, the actuator elements being formed as part of the fastening device. With the help of the fastening device, the flat arrangement of band elements is held on the supporting structure. Along their extension through the fastening devices, the band elements can for example run in a zigzag or a wave shape. As parts of the fastening device, the actuator elements can be designed to be multifunctional, in such a way that on the one hand they are used to fasten the band elements to the supporting structure and on the other hand they cause the displacement between the various arching structure positions as a function of the temperature.

Die Aktorelemente können durch Befestigungsschlaufen verlaufen. Entlang ihrer Erstreckung durch die Befestigungsschlaufen können die Aktorelemente zum Beispiel einem Zickzack-Verlauf oder einer Wellenform entsprechend verlaufen. In den Befestigungsschlaufen ist das Aktorelement verschieblich oder verlagerbar gelagert, so dass zum Beispiel eine Verlängerung oder Verkürzung des Aktorelements eine Bewegung des Aktorelements relativ zur Befestigungsschlaufe zulässt.The actuator elements can run through fastening loops. Along their extension through the fastening loops, the actuator elements can run, for example, in a zigzag or a wave shape. The actuator element is mounted displaceably or displaceably in the fastening loops, so that, for example, an extension or shortening of the actuator element allows the actuator element to move relative to the fastening loop.

Alternativ oder ergänzend können die Aktorelemente an den Bandelementen in Befestigungspunkten befestigt sein.As an alternative or in addition, the actuator elements can be fastened to the band elements in fastening points.

Das Aktorelement kann am zugeordneten Bandelement durch Öffnungen des Bandelements verlaufen. Zwischen den Öffnungen des Bandelements kann das Aktorelement dann auf voneinander abgewandten Oberflächen oder Seiten des Bandelements verlaufen. Bei dieser oder anderen Ausführungsformen können die Aktorelemente die Wölbungsstruktur der Bandelemente aufrechterhaltend oder festhaltend gebildet sein. In den Öffnungen ist das Aktorelement verschieblich oder verlagerbar gelagert, so dass zum Beispiel eine Verlängerung oder Verkürzung des Aktorelements eine Bewegung des Aktorelements relativ zur Öffnung zulässt.The actuator element can run on the assigned belt element through openings in the belt element. Between the openings of the band element, the actuator element can then run on surfaces or sides of the band element facing away from one another. In this or other embodiments, the actuator elements can be formed to maintain or hold the arching structure of the band elements. The actuator element is displaceable or displaceable in the openings stored so that, for example, an extension or shortening of the actuator element allows a movement of the actuator element relative to the opening.

Das Aktorelement kann zumindest abschnittsweise in ein Bandmaterial des zugeordneten Bandelements eingearbeitet sein. Hierbei kann zum Beispiel vorgesehen sein, dass die Aktorelemente, also das Formgedächtnismaterial, zumindest abschnittsweise in ein Textilmaterial eingearbeitet sind, zum Beispiel bereits bei der Herstellung des Textilwerkstoffs für die Bandelemente. Die in das Material eingearbeiteten oder eingelagerten Abschnitte des Aktorelements sind zumindest abschnittsweise hierin relativ zum Materialwerkstoff verlagerbar, insbesondere um eine Längenänderung des Aktorelements infolge der Formänderung des Formgedächtnismaterials zuzulassen. Derartige Abschnitte des Aktorelements, die insoweit lose oder verschieblich in das Bandmaterial des zugeordneten Bandelements eingearbeitet sind, können kombiniert werden mit Abschnitten des Aktorelements, in denen das Aktorelement mit dem Bandmaterial des zugeordneten Bandelements fest und / oder mittels Reibschluss verbunden ist, so dass in diesen Abschnitten eine Kraftübertragung zwischen Aktorelement und Bandelement ermöglicht ist. Wenn das Aktorelement abschnittsweise in dem Bandmaterial verläuft, kann es dort in einem zugeordneten Kanal verschieblich oder verlagerbar aufgenommen sein.The actuator element can be incorporated at least in sections into a strip material of the assigned strip element. Here it can be provided, for example, that the actuator elements, that is to say the shape memory material, are incorporated at least in sections into a textile material, for example already during the production of the textile material for the strip elements. The sections of the actuator element incorporated or embedded in the material are at least partially displaceable relative to the material, in particular to allow a change in length of the actuator element as a result of the change in shape of the shape memory material. Such sections of the actuator element, which are loosely or displaceably incorporated into the strip material of the assigned strip element, can be combined with sections of the actuator element in which the actuator element is firmly connected to the strip material of the assigned strip element and / or by means of frictional engagement, so that in these Sections a power transmission between the actuator element and band element is enabled. If the actuator element runs in sections in the strip material, it can be accommodated there in an assigned channel such that it can be displaced or displaced.

Alternativ oder ergänzend kann ein Anknüpfen und / Anbinden des Aktorelements an das Bandmaterial des zugeordneten Bandelements vorgesehen sein.As an alternative or in addition, the actuator element can be tied and / or tied to the strip material of the assigned strip element.

Die Bandelemente können aufgrund der Wölbungsstruktur eingerichtet sein, selbsttätig aus der zweiten Wölbungsstrukturstellung in die erste Wölbungsstrukturstellung zurückzukehren, wenn die temperaturabhängige Formänderung des Formgedächtnismaterials des Aktorelements dies zulässt. Bei dieser Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Verlagerung aus der ersten Wölbungsstrukturstellung in die zweite Wölbungsstrukturstellung gegen eine Vorspannkraft erfolgt, die eine selbsttätige Rückkehr des Bandelementes in die erste Wölbungsstrukturstellung bewirkt, wenn das Formgedächtnismaterial in seine Ausgangsform zurückkehrt, welche der ersten Wölbungsstrukturstellung zugeordnet ist. Die der Verlagerung in die zweite Wölbungsstrukturstellung entgegenwirkende Vorspannkraft kann zumindest teilweise vom Bandmaterial des Bandelements selbst bereitgestellt sein, beispielsweise dann, wenn die Wölbungsstruktur aufgrund der Formänderung des Aktorelements in eine nicht stabile Wölbungsstrukturstellung (zweite Wölbungsstrukturstellung) verbracht wurde und dort mittels des Aktorelements gehalten wird. Wenn dann diese Haltekraft des Aktorelements aufgrund der (erneuten) temperaturabhängigen Formänderung des Formgedächtnismaterials des Aktorelements wegfällt, kehrt die Wölbungsstruktur von sich aus in die erste Wölbungsstrukturstellung zurück. Hierbei kann es sich zum Beispiel um gleichartige Wölbungsstrukturen (konkav oder konvex) handeln, aber mit unterschiedlich stark ausgeprägter Wölbung (Krümmung).Due to the arching structure, the band elements can be set up to automatically return from the second arching structure position into the first arching structure position if the temperature-dependent change in shape of the shape memory material of the actuator element allows this. In this embodiment it can be provided that the shift from the first arching structure position into the second arching structure position takes place against a pretensioning force which causes an automatic return of the band element into the first arching structure position when the shape memory material returns to its original shape, which is assigned to the first arching structure position. The pretensioning force counteracting the displacement into the second arching structure position can at least partially be provided by the band material of the band element itself, for example when the arching structure has been brought into an unstable arching structure position (second arching structure position) due to the change in shape of the actuator element and is held there by means of the actuator element. If this holding force of the actuator element then ceases to exist due to the (renewed) temperature-dependent change in shape of the shape memory material of the actuator element, the arching structure automatically returns to the first arching structure position. This can be, for example, curved structures of the same type (concave or convex), but with different degrees of curvature (curvature).

Eine mittels der temperaturabhängigen Formänderung des Formgedächtnismaterials des Aktorelements bereitgestellte Rückstellkraft kann eingerichtet sein, eine Zurückverlagerung des zugeordneten Bandelements aus der zweiten Wölbungsstrukturstellung in die erste Wölbungsstrukturstellung zumindest zu unterstützen. Die Rückkehr aus der zweiten Wölbungsstrukturstellung in die erste Wölbungsstrukturstellung kann mittels einer Rückstellkraft unterstützt oder ausschließlich hierdurch bewirkt werden, die nicht vom Bandelement selbst aufgebracht wird. Hierfür kann zum Beispiel ein Rückstellelement vorgesehen sein, gegen dessen Vorspannkraft die Verlagerung aus der ersten in die zweite Wölbungsstrukturstellung erfolgt, zum Beispiel ein Federmechanismus. Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass das Aktorelement selbst aufgrund der (erneuten) Formänderung das Bandelement in die erste Wölbungsstrukturstellung zurückführt oder „zurückzieht“.A restoring force provided by means of the temperature-dependent change in shape of the shape memory material of the actuator element can be set up to at least support a displacement of the assigned band element back from the second curvature structure position into the first curvature structure position. The return from the second arching structure position into the first arching structure position can be supported by means of a restoring force or it can be brought about exclusively by this, which is not applied by the band element itself. For this purpose, a restoring element can be provided, for example, against the pretensioning force of which the displacement from the first to the second curvature structure position takes place, for example a spring mechanism. As an alternative or in addition, it can be provided that the actuator element itself, due to the (renewed) change in shape, returns or “retracts” the strip element into the first curvature structure position.

Die Rückstellkraft kann in einer Ausgestaltung alternativ oder ergänzend mittels eines gegenläufig wirkenden Aktorelements bereitgestellt sein. Hierbei können Aktorelemente antagonistisch oder gegenläufig wirkend angeordnet sein, zum Beispiel in einer paarweisen Anordnung.In one embodiment, the restoring force can alternatively or additionally be provided by means of an actuator element acting in opposite directions. Here, actuator elements can be arranged antagonistically or acting in opposite directions, for example in an arrangement in pairs.

Die Anordnung von Bandelementen kann eine Fläche der Tragkonstruktion im Wesentlichen vollständig erfassend oder ausfüllend ausgebildet sein.The arrangement of band elements can be designed to essentially completely encompass or fill a surface of the supporting structure.

Die Wölbungsstruktur kann mit einer Wellenstruktur gebildet sein.The bulge structure can be formed with a wave structure.

Die Bandelemente können aus zumindest einem Werkstoff aus der folgenden Gruppe sein: Kunststoff, Holz, Metall, Kompositwerkstoff und Textil. In einer Es können unterschiedliche Textilwerkstoffe zum Einsatz kommen, zum Beispiel Gelege, Gewebe oder Gewirke. Bei diesen oder anderen Ausführungsformen kann der Werkstoff des Bandmaterials durchbrochen, perforiert und / bedruckt sein. Mittels Durchbrechen, Perforieren und / oder Bedrucken können in dem Bandmaterial Bereiche unterschiedlicher Durchlässigkeit für die zumindest eine physikalische Kenngröße ausgebildet sein.The band elements can be made of at least one material from the following group: plastic, wood, metal, composite material and textile. Different textile materials can be used in one, for example non-woven, woven or knitted fabrics. In these or other embodiments, the material of the strip material can be perforated, perforated and / or printed. By means of breaking through, perforating and / or printing, areas of different permeability for the at least one physical parameter can be formed in the strip material.

Das Material der Bandelemente kann Beschichtungen und / oder Einlaminierungen von andersartigen Materialien aufweisen, um Eigenschaften des Materials wie Transmission, Absorption oder Reflexion oder Vorspannung und Rückstellkraft zu modifizieren oder einzustellen.The material of the band elements can have coatings and / or laminations of other types of materials in order to improve properties of the material such as transmission, absorption or Modify or adjust reflection or bias and restoring force.

Das Formgedächtnismaterial kann zumindest einen der folgenden Formgedächtniswerkstoffe umfassen: Formgedächtnislegierung und Formgedächtnispolymer.The shape memory material can comprise at least one of the following shape memory materials: shape memory alloy and shape memory polymer.

Das architektonisches Bauelement kann als ein Bauelement aus der folgenden Gruppe von Bauelementen ausgestaltet sein: Wandbauelement, Innenwandverkleidung, Außenwandverkleidung, Zwischenwandbauelement, Fassadenverkleidung, Blendschutzbauelement, Sonnenschutzbauelement, Lichtlenkbauelement, Überdachungsbauelement, Stadtmöblierungsbauelement, Raumteilerbauelement, Fensterverkleidung, Sichtschutzbauelement, Akustikbauelement, Lüftungsbauelement und Rauminstallationselement.The architectural component can be designed as a component from the following group of components: wall component, inner wall cladding, outer wall cladding, intermediate wall component, facade cladding, anti-glare component, sun protection component, light-directing component, roof component, street furniture component, room divider component, window cladding, privacy component and ventilation component, acoustic component.

Dem Formgedächtnismaterial der Aktorelemente kann zumindest teilweise eine Isolierung zugeordnet sein, um das Ableiten von Wärme und / oder elektrischer Spannung aus dem Aktorelement in andere Bauteile / Tragkonstruktion zu verhindern.The shape memory material of the actuator elements can at least partially be assigned an insulation in order to prevent the dissipation of heat and / or electrical voltage from the actuator element into other components / supporting structure.

Die vorangehend erläuterten Ausgestaltungen können bei den unterschiedlichen Ausführungsformen des architektonischen Bauelements einzeln oder in beliebiger Kombination vorgesehen sein.The configurations explained above can be provided individually or in any combination in the different embodiments of the architectural component.

FigurenlisteFigure list

Im Folgenden werden weitere Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf Figuren einer Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines architektonischen Bauelements in Drauf- und Seitenansicht, wobei Bandelemente einer Anordnung von Bandelementen in einer ersten Wölbungsstrukturstellung angeordnet sind;
2 eine schematische Darstellung des architektonischen Bauelements aus 1, wobei die Bandelemente der Anordnung von Bandelementen in einer zweiten Wölbungsstrukturstellung angeordnet sind;
3 eine schematische Detaildarstellung für einen Abschnitt von Bandelementen, die in der ersten Wölbungsstrukturstellung angeordnet sind;
4 eine schematische Detaildarstellung der Abschnitte von Bandelementen aus 3, wobei die Bandelemente in der zweiten Wölbungsstrukturstellung angeordnet sind;
5 eine schematische Darstellung eines Abschnitts eines Bandelements in unterschiedlichen Wölbungsstrukturstellungen;
6 eine schematische Darstellung eines Abschnitts eines Bandelements im nicht gewölbten Ausgangszustand;
7 eine weitere schematische Darstellung eines Abschnitts eines Bandelements in unterschiedlichen Wölbungsstrukturstellungen;
8 eine weitere schematische Darstellung eines Abschnitts eines Bandelements im nicht gewölbten Ausgangszustand und
9 eine schematische perspektivische Darstellung eines anderen architektonischen Bauelements, wobei Bandelemente einer Anordnung von Bandelementen in unterschiedlichen Wölbungsstrukturstellungen angeordnet sind.

In the following, further exemplary embodiments are explained in more detail with reference to figures of a drawing. Here show:

1 a schematic representation of an architectural component in plan and side view, wherein band elements of an arrangement of band elements are arranged in a first arching structure position;
2 a schematic representation of the architectural component 1 wherein the band elements of the array of band elements are arranged in a second arch structure position;
3 a schematic detailed illustration for a section of band elements which are arranged in the first arching structure position;
4th a schematic detailed representation of the sections of tape elements 3 wherein the band members are arranged in the second arch structure position;
5 a schematic representation of a section of a band element in different curvature structure positions;
6th a schematic representation of a section of a band element in the non-arched initial state;
7th a further schematic representation of a section of a band element in different curvature structure positions;
8th a further schematic representation of a section of a band element in the non-arched initial state and FIG
9 a schematic perspective illustration of another architectural component, wherein band elements of an arrangement of band elements are arranged in different arching structure positions.

1 und 2 zeigen ein architektonisches Bauelement 1 mit einer Tragkonstruktion 2, die zum Beispiel mit einem Rahmenbauteil gebildet sein kann, und einer an der Tragkonstruktion 2 befestigten Anordnung von Bandelementen 3 mit Bandelementen 4, die bei der gezeigten Ausführungsform im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen über einen Öffnung 5 der Tragkonstruktion 2. 1 and 2 show an architectural component 1 with a supporting structure 2 which can be formed, for example, with a frame component, and one on the supporting structure 2 attached arrangement of tape elements 3 with ribbon elements 4th , which in the embodiment shown run essentially parallel to one another via an opening 5 the supporting structure 2 .

Die Bandelemente 3 sind eine jeweilige Wölbungsstruktur aufweisend an der Tragkonstruktion 2 gehalten, wobei gemäß 1 eine Wellenform vorgesehen ist. In den 1 und 2 sind die Bandelemente 3 in unterschiedlichen Wölbungsstrukturstellungen gezeigt. In einer ersten Wölbungsstrukturstellung sind Öffnungsbereiche 6 zwischen den Bandelementen 3 freigegeben, so dass die Durchlässigkeit oder Transmission des architektonischen Bauelements 1 bezüglich Licht, Schall und / oder Fluidstrom, insbesondere Luftstrom, vergleichsweise groß ist. Demgegenüber sind die Bandelemente 3 in 2 in einer zweiten Wölbungsstrukturstellung, in der die Öffnungsbereiche 6 im Wesentlichen geschlossen sind, so dass die Durchlässigkeit oder Transmission für Licht, Schall und / oder Luftstrom im Vergleich zu der Ausführung in 1 deutlich gemindert ist.The band elements 3 have a respective arching structure on the supporting structure 2 held, according to 1 a waveform is provided. In the 1 and 2 are the band elements 3 shown in different arching structure positions. In a first arching structure position there are opening areas 6th between the band elements 3 released, so that the permeability or transmission of the architectural component 1 with respect to light, sound and / or fluid flow, in particular air flow, is comparatively large. In contrast are the band elements 3 in 2 in a second arching structure position in which the opening areas 6th are essentially closed, so that the permeability or transmission for light, sound and / or air flow compared to the embodiment in 1 is significantly reduced.

3 und 4 zeigen Detaildarstellungen für Abschnitte der Bandelemente 3 in der ersten (oben) und der zweiten (unten) Wölbungsstrukturstellung. 3 and 4th show detailed representations for sections of the band elements 3 in the first (top) and second (bottom) arch structure position.

Aktoren 7 sind vorgesehen, um eine Verlagerung der Bandelemente 4 zwischen den Wölbungsstrukturstellungen zu bewirken. Hierzu weisen die Aktoren 7 Aktorelemente 8 aus einem Formgedächtnismaterial, insbesondere einer Formgedächtnislegierung oder einem Formgedächtnispolymer, auf, die temperaturabhängig ihre Form ändern (Verformung), was bei den Aktorelementen 8 zur Änderung einer relevanten oder wirksamen Länge (Verkürzung, Verlängerung) führt. Die Aktorelemente 8 verlaufen in Wellenform durch Befestigungsschlaufen 9 und sind unten mit den Bandelementen 4 so verbunden, dass die Aktorelemente 8 durch Öffnungen 10 in den Bandelementen 4 geführt sind. Ändert das Aktorelement 8 nun aufgrund der temperaturabhängigen Formänderung des Formgedächtnismaterials seine Länge, bewirkt dies einen Übergang zwischen der ersten und der zweiten Wölbungsstrukturstellung für die Bandelemente 4, so dass die Öffnungsbereiche 6 entweder im Wesentlichen freigegeben oder im Wesentlichen geschlossen sind.Actuators 7th are provided to allow for a displacement of the belt elements 4th to effect between the arching structure positions. The actuators indicate this 7th Actuator elements 8th made of a shape memory material, in particular a shape memory alloy or a shape memory polymer, which change their shape as a function of temperature (deformation), which is the case with the actuator elements 8th leads to a change in a relevant or effective length (shortening, lengthening). The actuator elements 8th run in a wave shape through fastening loops 9 and are down with the ribbon elements 4th so connected that the actuator elements 8th through openings 10 in the band elements 4th are led. Changes the actuator element 8th now due to the temperature-dependent change in shape of the shape memory material its length, this causes a transition between the first and the second curvature structure position for the band elements 4th so that the opening areas 6th are either essentially released or essentially closed.

5 zeigt hierzu eine weitere Detaildarstellung für eine einzelne Wölbung eines Bandelementes 4. Die obere Darstellung betrifft die Isometrie. Darunter ist eine Draufsicht gezeigt. Unten ist eine Frontansicht gezeigt. 5 shows a further detailed illustration for a single curvature of a band element 4th . The illustration above relates to isometry. A plan view is shown below. A front view is shown below.

6 zeigt einen Zuschnitt für das Bandelement 4 vor dem Ausbilden der Wölbungsstruktur mit dem Aktorelement 8, welches als Draht-, Band- oder Seilelement ausgeführt und durch die Öffnungen 10 geführt ist. 6th shows a blank for the ribbon element 4th before forming the arching structure with the actuator element 8th , which is designed as a wire, tape or rope element and through the openings 10 is led.

Zum Ausbilden der Wölbungsstruktur wird das Bandelement 4 zusammengezogen, um die so ausgebildete Wölbungsstruktur dann an der Tragkonstruktion 2 (vgl. 1 und 2) zu befestigen.The band element is used to form the arching structure 4th pulled together to the arching structure thus formed then on the supporting structure 2 (see. 1 and 2 ) to fix.

Das temperaturabhängige Ändern der Form des Formgedächtnismaterials des Aktorelements 8 kann aktiv oder passiv erfolgen. Bei einer passiven Ausgestaltung kann das Aktorelement 8 seine Form, also insbesondere seine Länge, als Reaktion auf eine geänderte Umgebungstemperatur für das architektonische Bauelement 1 ändern. Zur aktiven Formänderung kann dem Formgedächtnismaterial des Aktorelements 8 eine Temperatureinrichtung (nicht dargestellt) zugeordnet sein, mit der die Temperatur für das Formgedächtnismaterial eingestellt oder geregelt wird. Hierzu kann eine Heiz- oder Kühlvorrichtung vorgesehen sein, zum Beispiel ein Heizdraht oder ein Peltierlement. Alternativ kann eine Spannungseinrichtung vorgesehen sein, um das Formgedächtnismaterial mit einem Strom zu beaufschlagen, der zu einer Temperaturänderung des Formgedächtnismaterials führt.The temperature-dependent changing of the shape of the shape memory material of the actuator element 8th can be done actively or passively. In a passive embodiment, the actuator element 8th its shape, in particular its length, as a reaction to a changed ambient temperature for the architectural component 1 to change. The shape memory material of the actuator element can be used to actively change its shape 8th a temperature device (not shown) can be assigned with which the temperature for the shape memory material is set or regulated. For this purpose, a heating or cooling device can be provided, for example a heating wire or a Peltier element. Alternatively, a voltage device can be provided in order to apply a current to the shape memory material which leads to a change in temperature of the shape memory material.

7 zeigt eine weitere schematische Darstellung eines Abschnitts eines Bandelements 4 in unterschiedlichen Wölbungsstrukturstellungen a, b, c. Die Bandelemente 4 sind von zwei gegenläufigen Aktorelementen 8a, 8b durchsetzt, so dass bei Aktivierung eines der Aktorelementen 8a, 8b ein Umklappen der Bandelemente 4 in die jeweils entgegengesetzt gerichtete Auswölbung erreicht wird (bistabiler Aufbau). 7th shows a further schematic representation of a section of a band element 4th in different arch structure positions a, b, c. The band elements 4th are of two counter-rotating actuator elements 8a , 8b interspersed, so that when one of the actuator elements is activated 8a , 8b a folding over of the band elements 4th is achieved in the respective oppositely directed bulge (bistable structure).

8 zeigt eine schematische Darstellung des Abschnitts des Bandelements 4 aus 8 im nicht gewölbten Ausgangszustand. Die antagonistische Anordnung der Aktorelemente 8a, 8b verlangt eine elektrische Ansteuerung zum Temperieren des Formgedächtnismaterials. Die Aktorelemente 8a, 8b sind hier elektrisch isoliert voneinander verbaut. Mittels des bistabilen Aufbaus kann ein Rastmechanismus eingespart werden, der ansonsten vorgesehen sein kann, um die Bandelemente 4 in einer jeweiligen Wölbungsstrukturstellung zu sichern oder festzuhalten. Das Material selbst hält aufgrund seiner Steifigkeit zwei unterschiedliche Zustände der Wölbung jeweils stabil. 8th Figure 3 shows a schematic representation of the portion of the belt element 4th out 8th in the non-arched initial state. The antagonistic arrangement of the actuator elements 8a , 8b requires an electrical control for temperature control of the shape memory material. The actuator elements 8a , 8b are installed here so that they are electrically isolated from each other. By means of the bistable structure, a latching mechanism can be saved, which can otherwise be provided around the band elements 4th to secure or hold in a respective arching structure position. Due to its rigidity, the material itself keeps two different states of curvature stable.

9 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung eines anderen architektonischen Bauelements 20, wobei Bandelemente 4 der Anordnung von Bandelementen in unterschiedlichen Wölbungsstrukturstellungen a, b, c angeordnet sind, welche zum Beispiel den Wölbungsstrukturstellungen aus 8 entsprechen können. 9 shows a schematic perspective illustration of another architectural component 20th , with ribbon elements 4th the arrangement of band elements are arranged in different arching structure positions a, b, c, which, for example, the arching structure positions 8th can correspond.

Durch die unterschiedlichen Wölbungsstrukturstellungen der Bandelemente 3 über die gesamte Fläche kann nicht nur Verschattung, sondern auch eine Lichtlenkung erzielt werden. Die Aktorelemente 8 können über die gesamte Fläche gemeinsam angesteuert werden. Es ist aber ebenfalls möglich, die Aktorelemente 8 mittels einer Haltekonstruktion getrennt einzeln anzusteuern.Due to the different curvature structure positions of the band elements 3 Not only shading, but also light control can be achieved over the entire surface. The actuator elements 8th can be controlled together over the entire area. But it is also possible to use the actuator elements 8th individually controlled by means of a support structure.

Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen sowie der Zeichnung offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der verschiedenen Ausführungen von Bedeutung sein.The features disclosed in the above description, the claims and the drawing can be important both individually and in any combination for the implementation of the various designs.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 202018002787 U1 [0004]
DE 102017129798 B4 [0005]
DE 102012212848 A1 [0006]

Claims

Architectural component (1), with: - A support structure (2) with an opening (5); - A flat arrangement of band elements (3), each having a curvature structure arranged on the support structure (2), wherein the respective arching structure of the band elements extends at least in the area of the opening and wherein the arrangement of band elements (3) in at least one direction of incidence has a permeability for at least one of the following physical parameters: light waves, sound waves and fluid flow; and - Actuators (7) which are each assigned to at least one of the band elements (4) and have an actuator element (8) made of a shape memory material and which are set up to change the at least one assigned band element (4) by means of a temperature-dependent change in shape of the shape memory material of the actuator element (8) between a first arch structure position and a second arch structure position, which is different from the first arch structure position, the flat arrangement of band elements (3) with the band elements (4) in the first arch structure position a first permeability and with the band elements in the second arch structure position has a second, different from the first permeability for the at least one physical parameter in the at least one direction of incidence.

Architectural component (1) according to Claim 1 , characterized in that the actuator element (8) is set up to change an actuator element length during the temperature-dependent change in shape of the shape memory material, which is set up to displace the at least one assigned band element (4) between the first arching structure position and the second arching structure position.

Architectural component (1) according to Claim 1 or 2 , characterized in that the actuator element (8) is formed with an element made of the shape memory material which is selected from the following group: wire element, rod element, band element and surface element.

Architectural component (1) according to at least one of the preceding claims, characterized by a fastening device which is set up to fasten the flat arrangement of strip elements (3) to the supporting structure (2), the actuator elements (8) being formed as part of the fastening device .

Architectural component (1) according to Claim 4 , characterized in that the actuator elements (8) run through fastening loops (9).

Architectural component (1) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the actuator element (8) on the associated band element (4) runs through openings (10) in the band element (4).

Architectural component (1) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the actuator element (8) is incorporated at least in sections into a strip material of the assigned strip element (4).

Architectural component (1) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the band elements (4) are set up due to the arching structure to automatically return from the second arching structure position into the first arching structure position when the temperature-dependent change in shape of the shape memory material of the actuator element (8) so allows.

Architectural component (1) according to at least one of the preceding claims, characterized in that a restoring force provided by means of the temperature-dependent change in shape of the shape memory material of the actuator element (8) is set up, at least a displacement of the assigned band element (4) from the second arching structure position into the first arching structure position to support.

Architectural component (1) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the arrangement of strip elements (3) is designed to essentially completely encompass a surface of the supporting structure (2).

Architectural component (1) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the arching structure is formed with a wave structure.

Architectural component (1) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the strip material of the strip elements (4) is made of at least one material from the following group: plastic, wood, metal, composite material and textile.

Architectural component (1) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the shape memory material has at least one of the following shape memory materials: shape memory alloy and shape memory polymer.

Architectural building element (1), designed as a building element from the following group of building elements: wall building element, inner wall cladding, outer wall cladding, intermediate wall building element, facade cladding, anti-glare building element, sun protection building element, light directing building element, roof building element, street furniture building element, room divider building element, window cladding, privacy building element, acoustic building element.